船舶压舱水中和设备及中和方法 【技术领域】
本发明涉及一种船舶压舱水的中和设备及中和方法， 特别涉及一种用于对船舶压 舱水中生成的残存有毒物质进行中和以及杀菌处理的中和设备及中和方法。 【背景技术】
通常而言， 压舱水 (Ballast Water) 是指船舶在卸货或者装货较少的状态下航行 时， 为了防止船舶失去平衡， 在船舶底部两侧的压舱水储藏罐内灌入的用于调整船舶浮力 的淡水或者海水。
在上述船舶压舱水中， 存在很多淡水及海水菌类及浮游生物， 如果不进行处理而 把这些水直接排放到其他海域时， 船舶压舱水将严重污染海洋环境， 破坏生态平衡。
针对这些情况， 美国从 1996 年起制定了关于国家侵入菌种防止法案， 把外来菌种 规定为侵略菌种， 实行了强制性船舶压舱水管理和控制制度， 另外， 澳大利亚也修改了相关 检疫法， 把船舶压舱水规定为进口货物的检疫对象， 进行直接的检疫检测。
另外， 2004 年 2 月， 国际海事组织 (IMO， International Maritime Organization) 制定了国际公约， 从 2009 年起， 要求在船舶上设置船舶压舱水杀菌处理设施， 当船只违反 此规定时， 港口可禁止船只进港停泊。
为此， 最近各国正在进行处理船舶压舱水方面的技术研发， 其中， 代表性的研发技 术为利用臭氧 (Ozone:O3) 或者电解来实现船舶压舱水杀菌及净化， 在臭氧处理方面， 2007 年申请的韩国专利第 16091 号和第 17653 号以及第 19305 号的船舶压舱水处理设备方面的 技术方案获得了 10-769834 号、 10-775238 号、 10-802889 号专利。
但是， 利用上述臭氧杀菌技术的原有船舶压舱水处理设备在杀菌处理过程中会生 成类似于残留氧化物 (TRO， Total Residual Oxidants) 的有毒物质， 一般来说， 这些有毒物 质在 1-5 天后可自然分解， 因此， 对于远航船舶来说， 上述方案是可行方案， 但短距离航行 或者有毒物质没有分解时， 排放的船舶压舱水将成为污染源。
也就是说， 欲排放船舶压舱水时， 如果经杀菌处理的船舶压舱水中留有有毒物质， 因为要等到其自然分解， 不能尽快排放， 从而不得不延迟航运。此外， 根据生成船舶压舱水 地区的海水状态， 若有毒物质长时间放置仍无法分解， 也会出现上述情况。 【发明内容】
为解决上述问题， 人工中和船舶压舱水中的有毒物质， 本发明提供了一种船舶压 舱水中和设备及中和方法。
为了达到上述目的， 本发明的技术方案如下 ：
一种船舶压舱水中和设备， 包含 ：
压舱水储藏罐， 用于对船舶内压舱水进行储藏和臭氧杀菌 ；
压舱水排水管， 用于向外部排放船舶压舱水， 所述压舱水排水管与所述压舱水储 藏罐的排放部位相连 ；排水部位感应器组件， 设置在所述压舱水排水管的排水部位， 以读取船舶压舱水 中残存有毒物质的浓度 ；
中和剂输送管， 其一端设置在所述压舱水排水管上， 且位于所述排水部位感应器 组件与所述压舱水储藏罐之间， 用于向所述压舱水排水管输送中和有毒物质的中和剂 ；
中和剂储藏罐， 设置在所述中和剂输送管的另一端， 用于储藏中和剂 ；
中和剂输送泵， 设置在所述中和剂输送管上， 用于提供压力给所述中和剂储藏罐 以使其通过所述中和剂输送管向所述压舱水排水管输送中和剂 ； 以及
控制器， 接收所述排水部位感应器组件的信号， 控制所述中和剂输送泵。
作为较佳的实施方式， 在所述压舱水排水管上， 且位于所述中和剂输送管和所述 压舱水储藏罐之间， 设置进水部位感应器组件 ； 所述控制器还接收所述进水部位感应器组 件的信号。
作为较佳的实施方式， 所述中和剂输送管和所述压舱水排水管之间设置连接器。
作为较佳的实施方式， 所述连接器包含边流、 液体流量测量仪和气嘴。
本法明提供的采用上述船舶压舱水中和设备中和船舶压舱水的方法， 包含如下步 骤：
有毒物质检测步骤， 通过排水部位感应器组件检测船舶压舱水中残存的有毒物质浓度 ； 中和剂投入步骤， 根据所述有毒物质检测步骤中检测到的有毒物质浓度， 启动中 和剂输送泵投入中和剂 ；
有毒物质再次确认步骤， 通过排水部位感应器组件再次检测船舶压舱水中残存有 毒物质浓度 ； 以及
中和剂投入调整步骤， 根据所述有毒物质再次确认步骤中检测到的有毒物质浓度 来控制中和剂输送泵， 以调整中和剂的投入量。
本法明提供的采用上述船舶压舱水中和设备中和船舶压舱水的方法， 也可以包含 如下步骤 ：
有毒物质检测步骤， 通过进水部位感应器组件检测船舶压舱水中残存的有毒物质 浓度 ；
中和剂投入步骤， 根据所述有毒物质检测步骤中检测到的有毒物质浓度， 启动中 和剂输送泵投入中和剂 ；
有毒物质再次确认步骤， 通过排水部位感应器组件再次检测船舶压舱水中残存有 毒物质浓度 ； 以及
中和剂投入调整步骤， 根据所述有毒物质再次确认步骤中检测到的有毒物质浓度 来控制中和剂输送泵， 以调整中和剂的投入量。
本发明的有益效果在于， 本发明中采用压舱水中和方法时， 人为地中和压舱水有 毒物质， 不等待自然分解船舶压舱水残存有毒物质， 能够直接进行排放， 从而保证航运时 间， 尤其是能够应对紧急情况下排放船舶压舱水的情况， 事先防止有毒物质对生态的破坏， 始终能够满足 IMO 的规定值。
【附图说明】图 1 为本发明中船舶压舱水中和设备的示意图。 图 2 为本发明中船舶压舱水中和方法的流程图。 附图中涉及的部分标号如下 ： 11. 压舱水储藏罐 12. 压舱水排水管 13. 压舱水泵 21. 中和剂储藏罐 22. 阀门 23. 中和剂输送泵 24. 中和剂输送管 25. 连接器 26. 排水部位感应器组件 27. 进水部位感应器组件 28. 控制器【具体实施方式】
以下参照附图， 将详细说明本发明中船舶压舱水中和设备及中和方法。
图 1 为本发明中船舶压舱水中和设备的示意图。
如图 1 所示， 本发明船压舱水中和设备是以压舱水储藏罐 11、 压舱水排水管 12、 排 水部位感应器组件 26、 进水部位感应器组件 27、 中和剂输送管 24、 中和剂储藏罐 21、 中和剂 输送泵 23、 压舱水泵 13 和控制器 28 来组成的。
压舱水储藏罐 11 为储藏进行臭氧杀菌处理的船舶压舱水空间， 在船舶底部， 船舶 装货 ( 或者旅客上船 ) 时， 按照比例相应排放船舶压舱水， 卸货 ( 或者旅客下船 ) 时， 按照 相对比例对海水进行杀菌处理后再灌输船舶压舱水。
压舱水排水管 12 为储藏在压舱水储藏罐 11 的船舶压舱水排放管道， 一端连接在 压舱水储藏罐 11 排放部位， 另一端固定在船身， 排水口朝向大海。
排水部位感应器组件 26 设置在压舱水排水管 12 一端， 进水部位感应器组件 27 设 置在压舱水排水管 12 另一端， 它们采用一般有毒物质读取手段， 读取船舶压舱水残存有毒 物质浓度。
有毒物质感应器可采用 TRO 自动分析机。
中和剂储藏罐 21 用来储藏中和船舶压舱水中残存有毒物质的中和剂， 本发明的 中和剂可以为硫代硫酸钠 (Na2S2O3)、 Lime(CaO 或 Ca(OH)2)、 Sodium Carbonate、 Sodium hydroxide、 Ammonia gas 等。
另外， 中和剂输送管 24 为中和剂压舱水排水管 12 上连接中和剂储藏罐 21 和压舱 水排水管 12 的管道， 其一端连接在中和剂储藏罐 21 上， 另一端连接在排水部位感应器组件 26 和进水部位感应器组件 27 之间的压舱水排水管上。
为了有效输送中和剂， 最好以连接器 25 来连接中和剂输送管 24 和压舱水排水管 12， 连接器可包含边流、 液体流量测量仪和气嘴等。
中和剂输送管 24 一端上设置中和剂输送泵 23， 通过中和剂输送管 24 输入中和剂，给中和剂储藏罐 21 施压， 中和剂输送泵 23 为通过控制信号调整中和剂流量的定量泵。
压舱水泵 13 为向外排放储藏在压舱水储藏罐 11 的普通泵。
控制器 28 在排放船舶压舱水时检测船舶压舱水中残存有毒物质浓度， 为适量投 入中和剂， 采用控制中和剂的输送泵 23， 根据排水部位感应器组件 26 及进水部位感应器组 件 27 输入信号， 启动中和剂输送泵 23， 以便船舶压舱水和中和剂之间进行混合， 留在船舶 压舱水的残存有毒物质将被中和。
中和反应过程的反应公式如下。
S2O32-+4Cl2+5H2O → 2SO42-+8Cl-+10H+
S2O32-+4Br2+5H2O → 2SO42-+8Br-+10H+
另外， 所投入的中和剂量控制中， 根据控制器 28 内部事先编程的中和剂投入数据 表， 中和剂输送泵 23 来导出排水部位感应器组件 26 及进水部位感应器组件 27 输入信息信 号， 以便调整中和剂储藏罐 21 中排放的中和剂量。
图中设置在中和剂输送泵左右的阀门 22， 是与中和剂输送泵一起被控制器 28 控 制的。
参照图 2， 详细说明本发明中船舶压舱水中和设备的中和方法。 图 2 为本发明中船舶压舱水中和方法流程图。
船舶压舱水中和设备在控制器 28 作用下自行工作， 以下工作步骤主体为控制器 28， 以下步骤在压舱水储藏罐 11 中进行臭氧杀菌处理， 排放储藏的船舶压舱水时， 启动压 舱水泵 13。
首先， 有毒物质检测步骤 S1 为通过进水部位感应器组件 27 来检测所排放船舶压 舱水残存有毒物质浓度， 中和剂投入步骤 S3 为在 S1 步骤后， 根据所检测的有毒物质浓度， 启动中和剂输送泵 23。
另外， 有毒物质再次确认步骤 S5 通过排水部位感应器组件 26 再次检测船舶压舱 水残存有毒物质浓度后， 在中和剂投入调整步骤 S7 中， 根据所检测的有毒物质浓度， 中和 剂输送泵 23 调整中和剂的投入量。
因此， 在本发明中， 采用船舶压舱水中和设备和中和方法时， 无需等到船舶压舱水 残存有毒物质自然分解， 即可进行排放， 能够保证航运时间， 尤其是能够应付在紧急情况下 排放船舶压舱水的情况， 事先预防有毒物质对生态的破坏， 始终能够满足 IMO 规定值。
另外， 本发明的详细说明中， 是按照设置了进水部位感应器组件 27 和排水部位感 应器组件 26 的状态来进行说明的， 但在其它实施方式中， 可以仅设置排水部位感应器 26， 可以设置或拆除连接器 25、 阀门 22 及压舱水泵 13。
本发明已由上述相关实施例加以描述， 然而上述实施例仅为实施本发明的范例。 必需指出的是， 已公开的实施例并未限制本发明的范围。 相反地， 包含于权利要求书的精神 及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。